
- •Содержание
- •Введение
- •Внутренняя энергия
- •Обратимые процессы
- •Энтропия
- •Правило фаз
- •Устойчивость
- •Принцип Лешателье (теорема торможения)
- •Механизм реакций
- •Диффузия
- •Скорость образования новых фаз
- •Температурный коэффициент скорости реакции
- •Модуль I Магматические горные породы
- •Тема 1. Магма и кристаллизация магматических расплавов Лекция 1. Общие понятия о магме
- •1.1. Строение Земли
- •1.2. Природа магмы
- •1.3. Температура магм
- •1.4. Процесс охлаждения магмы
- •Лекция 2. Родоначальные магмы
- •2.1. Природа и происхождение ультраосновной магмы
- •Серпентинизация перидотитов
- •Между 500 и 625 ºС - оливин→тальк;
- •Между 625 и 800 ºС – оливин→энстатит→тальк;
- •Выше 800 ºС - оливин→энстатит.
- •Плавление природных перидотитов и варианты моделей плавления
- •2.2. Происхождение базальтовой магмы
- •2.3. Происхождение гранитной магмы
- •Лекция 3. Причины разнообразия магматических пород
- •3.1. Магматическая дифференциация
- •3.2. Ассимиляция
- •3.3. Гибридизация магмы
- •3.4. Смешение магм
- •3.5. Условия кристаллизации магмы
- •Лекция 4. Общие закономерности кристаллизации магмы
- •4.1. Кристаллизация по закону эвтектики
- •Диаграмма кристаллизации по закону эвтектики в системе диопсид-анортит
- •4.2. Кристаллизация по закону перитектики
- •Диаграмма кристаллизации по закону перитектики в системе форстерит-кремнезем
- •4.3. Кристаллизация по закону непрерывного реакционного взаимодействия (в системах с твердыми растворами)
- •Диаграмма кристаллизации с образованием твердых растворов в системе альбит-анортит
- •4.4. Влияние летучих компонентов на кристаллизацию магмы
- •Образование зонального строения плагиоклазов
- •4.5. Закономерности парагенетических ассоциаций и последовательность выделения минералов
- •4.6. Реакционные ряды минералов
- •Последовательность кристаллизации минералов (по Боуэну)
- •Тема 2. Характерные особенности и классификация магматических пород Лекция 5. Вещественный состав магатических горных пород
- •5.1. Химический состав магматических горных пород
- •5.2. Петрохимические пересчеты
- •Нормативный метод Кросса, Иддингса, Пирсона и Вашингтона (cipw)
- •Нормативно-молекулярный метод п. Ниггли
- •Метод а.Н. Заварицкого
- •5.3. Минералогический состав магматических пород
- •Разделение минералов по их значению в магматической породе
- •Разделение минералов по происхождению
- •Лекция 6. Краткий обзор главных породообразующих минералов магматических пород
- •6.1. Полевые шпаты
- •Плагиоклазы
- •Щелочные (калиево-натриевые) полевые шпаты
- •6.2. Кварц и некоторые модификации SiO2
- •6.3. Фельдшпатоиды
- •Нефелин
- •Содалит и канкринит
- •6.4. Оливин
- •6.5.Пироксены
- •Ромбические пироксены
- •Моноклинные пироксены
- •6.6. Амфиболы
- •Обыкновенная роговая обманка
- •Базальтическая роговая обманка
- •6.7. Слюды
- •Мусковит
- •6.8. Рудные минералы
- •6.9. Акцессорные минералы
- •6.10.Вторичные минералы
- •6.11. Количественно-минеральный состав и систематика магматических пород
- •Лекция 7. Формы залегания магматических горных пород и внутреннее строение интрузивных и экструзивных тел
- •7.1. Экструзивные тела
- •7.2. Интрузивные тела
- •Согласные интрузивные тела
- •Несогласные (секущие) тела
- •7.3. Внутреннее строение экструзивных и интрузивных тел
- •8.1. Структуры магматических пород
- •Кристаллографический габитус главных минералов
- •Идиоморфизм и степень идиоморфизма
- •Закономерные срастания, прорастания и включения
- •Полнокристаллические структуры
- •Неполнокристаллические структуры
- •Скрытокристаллические (криптокристаллические) структуры
- •Стекловатые (гиалиновые) структуры
- •Вулканокластические (пирокластические) структуры
- •8.2. Текстуры магматических пород
- •Разделение текстур по ориентировке составных частей породы в пространстве
- •Разделение текстур по характеру заполнения пространства
- •Лекция 9. Классификация и номенклатура магматических пород
- •9.1. Особенности интрузивных пород и их классификация
- •9.2. Особенности эффузивных пород и их классификация
- •9.3. Особенности жильных (гипабиссальных) пород и их классификация
- •Асхистовые породы
- •Диасхистовые породы
- •Тема 3. Главные типы магматических пород Лекция 10. Гипербазиты (ультраосновные породы, группа перидотита)
- •10.1. Интрузивные породы
- •Оливиниты
- •Перидотиты
- •Пироксениты
- •Горнблендиты
- •10.2. Гипабиссальные породы
- •10.5. Генезис гипербазитов
- •Лекция 11. Базиты (мафиты, группа габбро-базальтов)
- •11.1. Интрузивные породы
- •11.2. Жильные (гипабиссальные) породы
- •Асхистовые породы, связанные с интрузивными телами
- •Диасхистовые породы, связанные с интрузивными телами
- •Гипабиссальные породы, залегающие независимо от интрузивных тел
- •11.3. Эффузивные породы
- •Базальты
- •Эффузивные долериты
- •Базальтовые порфириты и эффузивные диабазы
- •Спилиты
- •Вариолиты
- •11.4. Распространенность базитов и связанные с ними полезные ископаемые
- •11.5. Генезис базитов
- •Расслоенные (псевдостратифицированные) интрузии
- •Докембрийская ассоциация анортозитов
- •Эффузивные ассоциации основных пород
- •Лекция 12. Среднекремнекислые породы известково-щелочного ряда (группа диоритов-андезитов)
- •12.1. Интрузивные породы
- •Диориты
- •Кварцевые диориты
- •12.2. Жильные (гипабиссальные) породы
- •Асхистовые породы
- •Диасхистовые породы
- •12.3. Эффузивные породы
- •Андезиты
- •Андезитовые порфириты
- •12.5. Генезис среднекремнекислых пород
- •Лекция 13. Кремнекислые породы (группа гранитов-риолитов гранодиоритов-дацитов)
- •13.1. Интрузивные породы
- •Нормальные граниты
- •Гранодиориты
- •Щелочные граниты
- •Чарнокиты
- •13.2. Жильные (гипабиссальные) породы
- •Асхистовые породы
- •Диасхистовые породы
- •13.3. Эффузивные породы
- •Кайнотипные породы
- •Палеотипные породы
- •Афировыеые породы
- •13.4. Распространенность кремнекислых пород и связанные с ними полезные ископаемые
- •13.5. Генезис кремнекислых пород
- •Лекция 14. Среднекремнекислые субщелочные породы (группа сиенитов-трахитов)
- •14.1. Интрузивные породы
- •Нормальные сиениты
- •Щелочные сиениты
- •Условия залегания и происхождение
- •14.2. Гипабиссальные породы
- •14.3. Эффузивные породы
- •Трахиты и трахитовые порфиры
- •Трахибазальты
- •Трахиандезиты
- •Трахириолиты
- •Кератофиры
- •Условия залегания и происхождение
- •14.4. Полезные ископаемые
- •Лекция 15. Среднекремнекислые щелочные породы (группа нефелиновых сиенитов-фонолитов)
- •15.1. Интрузивные породы
- •15.2. Гипабиссальные породы
- •15.3. Эффузивные породы
- •15.4. Полезные ископаемые
- •Лекция 16. Группа щелочных габброидов-базальтоидов
- •16.1. Интрузивные породы
- •16.2. Гипабиссальные породы
- •16.3. Эффузивные породы
- •16.4. Полезные ископаемые
- •Лекция 17. Несиликатные магматические породы
- •Лекция 18. Вулканокластические породы
- •18.1. Эффузивно-обломочные породы
- •18.2. Эксплозивно-обломочные (пирокластические) породы
- •18.3. Осадочно-вулканокластические породы
- •Проектное задание к модулю I
- •Тест рубежного контроля к модулю I
- •Модуль II Метаморфические горные породы
- •Тема 1. (Лекция 1) метаморфизм и его признаки
- •1.1. Факторы метаморфизма
- •1.2. Типы метаморфизма
- •Тема 2. (Лекция 2.) состав и строение метаморфических пород
- •2.1. Состав метаморфических пород
- •2.2. Фации метаморфизма
- •2.3. Текстура метаморфических пород
- •2.4.Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от осадочных пород
- •2.5. Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от магматических пород
- •2.6. Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от метаморфических пород
- •2.7. Кристаллобластовая структура и кристаллобластический ряд
- •2.8. Структуры динамометаморфизма
- •Тема 3. (Лекция 3.) принципы классификации метаморфических горных пород
- •Тема 4. Главные типы метаморфических пород Лекция 4. Катакластический метаморфизм
- •Лекция 5. Автометаморфизм
- •5.1. Автометаморфизм ультраосновных пород
- •5.2. Автометаморфизм основных и средних магматических пород
- •5.3. Автометаморфизм кислых магматических пород
- •5.4. Продукты гидротермального метаморфизма
- •Гидротермальный метаморфизм эффузивных пород
- •Лекция 6. Контактовый метаморфизм
- •6.1. Геологические условия залегания контактово-метаморфических пород
- •6.2. Общие свойства роговиков
- •6.3. Главные типы контактово-метаморфических пород
- •6.4. Фации контактового метаморфизма
- •Лекция 7. Региональный метаморфизм
- •7.1. Фации регионального метаморфизма
- •7.2. Ступени регионального метаморфизма
- •7.3. Ряды метаморфических пород
- •Метаморфические породы, возникшие за счет магматических пород
- •7.4. Полезные ископаемые, связанные с регионально-метаморфическими породами
- •Лекция 8. Ультраметаморфизм
- •Тема 5. (Лекция 9) метасоматиты
- •Основные типы метасоматоза
- •Проектные задания к модулю II
- •Тест рубежного контроля к модулю II
- •Список литературы
6.2. Общие свойства роговиков
При всем разнообразии петрографических типов роговиков у них есть ряд общих особенностей, обусловленных одинаковым способом образования. Роговики – это, как правило, плотные и крепкие породы, благодаря чему при выветривании и эрозии они нередко образуют положительные формы рельефа. Иногда они образуют в рельефе замкнутые цепи холмов, огибающих поля более глубоко эродированных гранитоидов. Плотное сложение роговиков отчетливо заметно и при изучении обнажений: часто они дают при раскалывании звонкую щебенку, имеющую полураковистый излом и режущие края. Текстура роговиков может быть как однородной (массивной), так и пятнистой (в случае неравномерного распределения метаморфических минералов). Иногда встречаются сланцеватые роговики. Сланцеватость обычно является унаследованной и присутствует тогда, когда контактовому воздействию подвергались сланцы. В зависимости от состава первичных пород роговики могут иметь самый различный цвет. Структура роговиков обычно тонкозернистая. Зерна большинства минералов (полевые шпаты, кварц, пироксены, амфиболы, магнетит, сфен и др.) приобретают изометричные очертания, часто округлые, иногда полигональные. Очень распространено взаимное прорастание минералов (каждый образует включения в других). Такая структура называется роговиковой.
Особенность контактово-метаморфических пород заключается в том, что их петрографический характер закономерно изменяется внутри роговиковых ореолов (талб. 6.1).
Таблица 6.1
Продукты изменения различных пород на контакте с кислыми интрузиями
Исходные породы |
Продукты метаморфизма |
||
Внешняя экзоконтактовая зона |
Внутренняя экзоконтактовая зона |
||
Известняки |
Мраморизованные известняки и мраморы |
Мраморы |
|
Аргиллиты |
Филитизированные породы; узловатые сланцы (с биотитом, андалузитом, кордиеритом, гранатом) |
Биотитовые роговики (с андалузитом, кордиеритом, гранатом, гиперстеном и магнетитом) |
Биотитовые роговики (с калиевым полевым шпатом и силлиманитом) |
Кварцевые песчаники |
Кварцевые и слюдяно-кварцевые роговики |
||
Основные и средние эффузивы |
Актинолитовые роговики (с альбитом и эпидотом) |
Роговообманковые роговики (со средним плагиоклазом) |
Пироксеновые роговики (с основным плагиоклазом) |
6.3. Главные типы контактово-метаморфических пород
Продукты контактового метаморфизма карбонатных пород. Известняки, попадая в зону воздействия гранитоидных интрузий, легко подвергаются перекристаллизации (мраморизуются). Процесс этот заключается в разрастании зерен кальцита с образованием гранобластовой структуры. Так возникают мраморизованные известняки, а при полной перекристаллизации – мраморы. Если в известняке содержалась песчано-глинистая примесь, в перекристаллизованной массе кальцита образуются еще и силикаты. В относительно низкотемпературных условиях – серпентин, тальк, тремолит, актинолит, альбит. При более высоких температурах – гранат (гроссуляр), флогопит, везувиан, волластонит, андезин. В наиболее высокотемпературной обстановке появляются основной плагиоклаз, форстерит, диопсид. Если содержание силикатов в контактово-перекристаллизованных известняках более 20% силикатов, то ткие породы называются известково-силикатными роговиками. При контактовом метаморфизме карбонатных пород, как правило, не удается различить внутренние и внешние зоне, вследствие высокой активности протекающих процессов.
Продукты контактового метаморфизма глинистых пород. Наименьшая степень контактового метаморфизма глинистых пород выражается в образовании филитизированных пород. Глинистый материал еще сохраняется, но некоторая его часть замещается чешуйками серицита и хлорита. В дальнейшем идет образование узловатых сланцев. В них еще преобладает глинистое вещество, но на его фоне развиваются многочисленные мелкие (0,5-1 мм) и очень тонкоагрегатные скопления метаморфических минералов (биотит, андалузит, кордиерит, гранат). По мере приближения к массиву узловатые сланцы переходят в биотитовые роговики, содержащие биотит, кварц, андалузит, кордиерит, гранат, гиперстен, магнетит. В свежем изломе они темно-серые, а на выветрелой поверхности кажутся белыми и иногда обнаруживают полосчатость (следы слоистости первичной порподы).
Продукты контактового метаморфизма песчаников. Кварцевые песчаники превращаются в роговики существенно кварцевого состава. В условиях относительно невысоких температур (во внешней зоне контактового ореола) ороговикование бывает неполным: зерна кварца обрастают кварцевой каймой за счет веществ цемента, который еще сохраняется в породе. Дальнейшее развитие процесса приводит к полной перекристаллизации с образованием роговиковой структуры. Роговики отличаются в зависимости от состава цемента. Из песчаников с кремнистым цементом возникают кварцевые роговики, представляющие собой сплошной гранобластовый кварцевый агрегат. Если цемент был глинистый, образуются минералы, богатые оксидом алюминия и возникают слюдяно-кварцевые (биотитовые) роговики.
Аркозовые песчаники превращаются в слюдяно-кварцевые или полевошпатово-кварцевые роговики.
Продукты контактового метаморфизма основных и средних эффузивов. Андезиты и базальты во внешних, низкотемпературных зонах роговиковых ореолов превращаются в альбит-актинолитовые роговики, в состав которых входят эпидот, магнетит, сфен. Ближе к контакту с массивом образуются роговообманковые роговики, состоящие из роговой обманки, среднего плагиоклаза, эпидота, граната, магнетита. В наиболее высокотемпературных условиях вблизи контакта с массивом возникают пироксеновые роговики, содержащие основной плагиоклаз, диопсид, гранат, магнетит.
Все перечисленные разновидности роговиков – это темно-зеленые или зеленовато-серые породы с высокой плотностью, крепостью и вязкостью и порфиробластовой структурой, обусловленной присутствием более крупных выделений актинолита или роговой обманки в основной массе роговикового строения. Порфиробласты обычно имеют ситовидное строение благодаря присутствию в них обильных вростков других минералов.
Продукты контактового метаморфизма интрузивных пород основного и среднего состава. Массивы габбро и диоритов, попадающие в пределы контактовых ореолов гранитоидных интрузий, обычно изменяются неравномерно. Более интенсивное ороговикование нередко происходит в пределах зон тектонических нарушений. При невысоких температурах образуются эпидот и пренит (по основному плагиоклазу) и актинолит (по пироксену и роговой обманке). Эти минералы наблюдаются в виде псевдоморфоз. При высоких температурах контактового метаморфизма за счет габброидов образуются породы, состоящие из основного плагиоклаза и пироксена и имеющие бластовую роговиковую структуру.
Продукты контактового метаморфизма кислых магматических пород. Кислые магматические породы изменяются слабо. Происходит перекристаллизация главных минералов с образованием роговиковой структуры.
Породы, формирующиеся под воздействием интрузий основного состава. Контактовые изменения, связанные с габброидными интрузиями, весьма незначительны. В основном они выражены в образовании перекристаллизованных пород, обогащенных хлоритом и альбитом. При изменении глинистых пород возникают спилозиты (альбитовые узловатые сланцы), а также адинолы (породы, состоящие из хлорита, альбита, серицита, кварца и кальцита).